2019 Fiscal Year Research-status Report
音響キャビテーション信号解析による超音波治療領域検出手法の開発
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19K20725
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
高木 亮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (20771885)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 強力集束超音波治療 / キャビテーション / 生体ファントム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、高効率な超音波治療技術である、キャビテーション援用超音波治療にお
いて、また、治療中に沸騰気泡等が生じた場合においても、治療判定（加熱凝固領域推定）を正確に行える新規超音波診断技術を確立することである。
本年度は、キャビテーション気泡を生成させるための生体ファントムの作成と評価を中心に研究を遂行した。治療中に生じる、キャビテーション気泡や強力集束超音波による、温度上昇の様子を可視化する生体ファントムを完成し、学会発表2報と論文発表1報（投稿中）、報告した。キャビテーション気泡の挙動数値計算も行い、キャビテーション気泡の状態と気泡から反射される音響信号の関係を明らかにして、実験値との比較も行った。
キャビテーションを定常的に生成させるための治療デバイスに関しては、ほぼ設計等の作業は完了し、次年度開発予定である。治療デバイスの素材（超音波を発生させる素子）に関しては、検討の余地が未だ残っているため、次年度以降に、基礎特性を評価し、開発していく予定である。
キャビテーション気泡を特異的に可視化する、超音波イメージングに関する技術に関しては、当初想定したアルゴリズムで、期待通りの結果（S/N）が得られていない。その原因しては、超音波信号処理の問題か、超音波の受信素子感度の問題か、切り分けられていないので、もう一度、手法を見直し、従来法のアルゴリズムを改善する形で次年度以降、完成させていきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、超音波イメージング技術に関して、考案した方法が想定した通り機能しなかったこと、新型コロナウィルスの影響で、実験等が計画通り行うことができなかったことから、当初の計画よりもやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、キャビテーションを特異的に可視化する超音波イメージング技術および、本技術を組み込んだ超音波治療装置の研究開発を中心に進めていきたい。現在の課題としては、超音波キャビテーションを安定的に生成できるほどの高強度の発振装置がないことがある。次年度は、それらのハード・ソフト設計を行い、キャビテーション気泡を定常的に生成できるようなシステムを同時に開発し、治療と診断を同時に行えるシステムを開発していきたい。
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| Causes of Carryover |
今年度、超音波治療デバイスの開発を予定していたが、設計の段階で問題等があり、実験・評価等が行えず、開発を次年度に変更した。その開発費を次年度に計上した。
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Research Products
(4 results)
